國(guó)產(chǎn)T700碳纖維復(fù)合材料界面性能研究.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料由于自身優(yōu)異的性能，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。其界面影響著復(fù)合材料的力學(xué)的性能，因此界面研究受到人們的廣泛關(guān)注。本文針對(duì)國(guó)產(chǎn)MT700C碳纖維表面性質(zhì)及其復(fù)合材料的界面性能進(jìn)行研究，旨在研究碳纖維表面組成、微觀結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料界面性能三者之間的關(guān)聯(lián)性，為國(guó)產(chǎn)碳纖維樹脂基復(fù)合材料的推廣應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。
　　 本文選擇了國(guó)產(chǎn)MT700C碳纖維和東麗T700SC碳纖維進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。測(cè)定了碳纖維表面上膠劑的

2、含量，利用紅外、核磁分析了上膠劑主體成分;運(yùn)用掃描電子顯微鏡和X-射線光電子能譜分別觀察了兩種碳纖維除膠前后的表面物理和化學(xué)狀態(tài)。利用接觸角測(cè)試儀測(cè)量TDE85樹脂對(duì)除膠前后兩種碳纖維的浸潤(rùn)性能。采用Owens二液法計(jì)算兩種碳纖維的表面能。結(jié)果表明，兩種碳纖維的表面上膠劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在1％左右。主體成分是雙酚A型環(huán)氧樹脂DGEBA。國(guó)產(chǎn)MT700C碳纖維表面存在溝壑，東麗T700C碳纖維表面光滑;并且國(guó)產(chǎn)MT700C碳纖維表面的O/C比

3、高，TDE85對(duì)其浸潤(rùn)性好。經(jīng)過計(jì)算得到的國(guó)產(chǎn)MT700C碳纖維的表面能高于東麗T700SC碳纖維。
　　 采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)定了三種樹脂體系（602、603和606）復(fù)合材料在干態(tài)和濕熱老化環(huán)境中的層間剪切強(qiáng)度，研究了復(fù)合材料的界面性能。結(jié)果表明，與T700SC/602和T700SC/603復(fù)合材料相比，MT700/602和MT700/603復(fù)合材料具有更高的干態(tài)層間剪切強(qiáng)度和界面粘結(jié)性能，但其濕態(tài)剪切強(qiáng)度的保留率反而比T7

4、00SC/602和T700SC/603復(fù)合材料的低，呈現(xiàn)較弱的界面耐濕性能。
　　 采用動(dòng)態(tài)力學(xué)熱分析儀測(cè)定了三種樹脂體系（602、603和606）復(fù)合材料在干態(tài)和濕熱老化環(huán)境中tanδ的變化情況。結(jié)果表明，MT700C碳纖維與602、606樹脂形成的復(fù)合材料界面吸濕達(dá)到一定程度時(shí)，造成界面區(qū)域分相，tanδ出現(xiàn)了分峰，存在2個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。而603樹脂體系的復(fù)合材料的tanδ也出現(xiàn)了分峰現(xiàn)象，原因在于樹脂體系為兩種組分構(gòu)成并